सेफिड वेरिएबल्स क्या हैं?

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ब्रह्मांड वास्तव में एक बहुत बड़ी जगह है। हम बात कर रहे हैं ... जाहिर तौर पर बड़ा है! वास्तव में, दशकों के अवलोकनों के आधार पर, खगोलविदों का मानना है कि अवलोकनीय ब्रह्मांड में लगभग 46 बिलियन प्रकाश वर्ष हैं। वहाँ प्रमुख शब्द है नमूदार, क्योंकि जब आप इस पर ध्यान देते हैं, जिसे हम नहीं देख सकते हैं, तो वैज्ञानिकों को लगता है कि यह वास्तव में 92 बिलियन प्रकाश वर्ष की तरह है।

इस सब में सबसे कठिन हिस्सा शामिल दूरी की सटीक माप कर रहा है। लेकिन आधुनिक खगोल विज्ञान के जन्म के बाद से, तेजी से सटीक तरीके विकसित हुए हैं। दूर के तारों और आकाशगंगाओं से आने वाले प्रकाश का परीक्षण करने के अलावा, खगोलविदों को हमारी आकाशगंगा के भीतर और बाहर वस्तुओं की दूरी निर्धारित करने के लिए सेफिड वेरिएबल्स (सीवी) के रूप में ज्ञात तारों के एक वर्ग पर भी भरोसा है।

परिभाषा:

परिवर्तनीय तारे मूल रूप से ऐसे तारे हैं जो अपनी चमक (उर्फ निरपेक्ष चमक) में उतार-चढ़ाव का अनुभव करते हैं। सेफिड्स वेरिएबल्स विशेष प्रकार के परिवर्तनशील तारे हैं जिनमें वे गर्म और बड़े पैमाने पर होते हैं - हमारे सूर्य के जितना अधिक द्रव्यमान का पाँच से बीस गुना - और वे रेडियल को स्पंदित करने की अपनी प्रवृत्ति और व्यास और तापमान दोनों में भिन्न होते हैं।

क्या अधिक है, ये स्पंदना सीधे उनकी पूर्ण प्रकाश से संबंधित हैं, जो कि अच्छी तरह से परिभाषित और अनुमानित समय अवधि (1 से 100 दिनों तक) के भीतर होती है। जब एक परिमाण बनाम अवधि के रिश्ते के रूप में प्लॉट किया जाता है, तो सेफिअड ल्यूमिनोसिटी वक्र का आकार एक "शार्क फिन" जैसा दिखता है - एक आकस्मिक गिरावट के बाद, इसके अचानक उदय और शिखर करते हैं।

नाम डेल्टा सेफेई से लिया गया है, जो सेफह नक्षत्र में एक चर तारा है जिसे पहचाना जाने वाला पहला सीवी था। इस तारे के स्पेक्ट्रम के विश्लेषण से पता चलता है कि CVs तापमान के दौरान (5500 - 66oo K के बीच) और व्यास (~ 15%) में धड़कन की अवधि में परिवर्तन से गुजरता है।

खगोल विज्ञान में उपयोग करें:

परिवर्तनशीलता की अवधि और सीवी सितारों की चमक के बीच का संबंध हमारे ब्रह्मांड में वस्तुओं की दूरी को निर्धारित करने में उन्हें बहुत उपयोगी बनाता है। एक बार अवधि नापने के बाद, चमक को निर्धारित किया जा सकता है, इस प्रकार दूरी मापांक समीकरण का उपयोग करके सितारे की दूरी का सटीक अनुमान लगाया जा सकता है।

यह समीकरण बताता है कि: म – म = 5 लॉग घ - 5 - जहां म वस्तु का स्पष्ट परिमाण है, म वस्तु का पूर्ण परिमाण है, और घ पर्सेक में वस्तु की दूरी है। पृथ्वी आधारित लंबन माप के लिए लगभग 65 प्रकाश वर्ष की अधिकतम दूरी की तुलना में सेफ और वैरिएबल को लगभग 20 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर देखा और मापा जा सकता है, जबकि ईएसए के हिप्पोरकोस मिशन के लिए सिर्फ 326 प्रकाश वर्ष।

क्योंकि वे उज्ज्वल हैं, और स्पष्ट रूप से लाखों प्रकाश वर्ष दूर देखे जा सकते हैं, उन्हें आसानी से अपने आसपास के अन्य उज्ज्वल सितारों से अलग किया जा सकता है। उनकी परिवर्तनशीलता और चमक के बीच संबंधों के साथ संयुक्त, यह हमारे ब्रह्मांड के आकार और पैमाने को कम करने में उन्हें अत्यधिक उपयोगी उपकरण बनाता है।

क्लास:

सेफीयड चर को दो उपवर्गों में विभाजित किया जाता है - शास्त्रीय सीफिड और प्रकार II सेफैड्स - उनके द्रव्यमान, आयु और विकासवादी इतिहास में अंतर के आधार पर। क्लासिकल सेफिड्स जनसंख्या I (धातु युक्त) चर सितारे हैं जो सूर्य से 4-20 गुना अधिक बड़े और 100,000 गुना अधिक चमकदार होते हैं। वे दिनों से महीनों के क्रम पर बहुत नियमित अवधि के साथ स्पंदनों से गुजरते हैं।

ये सेफिड्स आम तौर पर पीले चमकीले दिग्गज और सुपरगैंट (वर्णक्रमीय वर्ग F6 - K2) होते हैं और वे एक धड़कन चक्र के दौरान लाखों किलोमीटर के दायरे में परिवर्तन का अनुभव करते हैं। क्लासिकल सेफैड्स का उपयोग स्थानीय समूह के भीतर और उससे आगे की आकाशगंगाओं के लिए दूरी निर्धारित करने के लिए किया जाता है, और एक ऐसा साधन है जिसके द्वारा हबल कॉन्स्टैंट को स्थापित किया जा सकता है (नीचे देखें)।

टाइप II सीफिड्स जनसंख्या II (धातु-गरीब) चर सितारे हैं जो आमतौर पर 1 और 50 दिनों के बीच की अवधि के साथ स्पंदित होते हैं। टाइप II सीफाइड भी पुराने तारे हैं (~ 10 बिलियन वर्ष) जो हमारे सूर्य के लगभग आधे द्रव्यमान का है।

टाइप II सीफिड्स को बीएल हर, डब्ल्यू वर्जिनिस, और आर.वी. तौरी उपवर्गों (विशिष्ट उदाहरणों के नाम पर) में उनकी अवधि के आधार पर उप-विभाजित किया गया है - जिनकी अवधि क्रमशः 1-4 दिन, 10-20 दिन और 20 दिनों से अधिक है। । टाइप II सेफ़ेइड्स का उपयोग गेलेक्टिक सेंटर, गोलाकार समूहों और पड़ोसी आकाशगंगाओं की दूरी को स्थापित करने के लिए किया जाता है।

ऐसे भी हैं जो किसी भी श्रेणी में फिट नहीं होते हैं, जिन्हें एनोमलस सेफिड्स के रूप में जाना जाता है। इन चरों की अवधि 2 दिन से कम (RR Lyrae के समान) होती है, लेकिन इनमें उच्च चमक होती है। उनके पास टाइप II सीफिड्स की तुलना में अधिक द्रव्यमान है, और अज्ञात उम्र है।

सेफैड चर का एक छोटा अनुपात भी देखा गया है जो एक ही समय में दो मोड में स्पंदित होता है, इसलिए नाम डबल-मोड सेफेड। बहुत कम संख्या तीन मोड में स्पंदित होती है, या मोड का एक असामान्य संयोजन होता है।

अवलोकन का इतिहास:

खोजा जाने वाला पहला सेफिड वैरिएबल एटा एक्विला था, जिसे अंग्रेजी खगोलशास्त्री एडवर्ड पिगोट ने 10 सितंबर 1784 को देखा था। डेल्टा सेफी, जिसके लिए स्टार के इस वर्ग का नाम है, कुछ महीने बाद शौकिया अंग्रेजी खगोलशास्त्री जॉन गुडरिक द्वारा खोजा गया था।

1908 में, मैगेलैनिक बादलों में चर सितारों की एक जांच के दौरान, अमेरिकी खगोलशास्त्री हेनरिकेटा स्वान लेविट ने शास्त्रीय सीफिड्स की अवधि और चमक के बीच संबंध की खोज की। 25 विभिन्न चर सितारों की अवधि रिकॉर्ड करने के बाद, उन्होंने 1912 में अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए।

अगले वर्षों में, कई और खगोलविद सेफैड पर शोध करेंगे। 1925 तक, एडविन हबल मिल्की वे और एंड्रोमेडा गैलेक्सी के बीच की दूरी को केफेड वैरिएबल पर आधारित था। ये निष्कर्ष निर्णायक थे, इसमें उन्होंने ग्रेट डिबेट का निपटारा किया, जहां खगोलविदों ने यह स्थापित करने की मांग की कि क्या मिल्की वे अद्वितीय थे, या ब्रह्मांड में कई आकाशगंगाओं में से एक है।

मिल्की वे और कई अन्य आकाशगंगाओं के बीच की दूरी तय करके, और वेस्टो स्लिफ़र के साथ उनके रेडशिफ्ट के माप के साथ संयोजन करके, हबल और मिल्टन एल। हमासन हबल के नियम को बनाने में सक्षम थे। संक्षेप में, वे यह साबित करने में सक्षम थे कि ब्रह्मांड विस्तार की स्थिति में है, कुछ ऐसा जो कुछ साल पहले सुझाया गया था।

20 वीं शताब्दी के दौरान आगे के घटनाक्रमों में सेफिड्स को विभिन्न वर्गों में विभाजित करना शामिल था, जिससे खगोलीय दूरी तय करने में मुद्दों को हल करने में मदद मिली। यह काफी हद तक वाल्टर बाडे द्वारा किया गया था, जिन्होंने 1 9 40 के दशक में उनके आकार, आयु और प्रकाश व्यवस्था के आधार पर शास्त्रीय और प्रकार द्वितीय सेफिड्स के बीच अंतर को मान्यता दी थी।

सीमाएं:

खगोलीय दूरी निर्धारित करने में उनके मूल्य के बावजूद, इस पद्धति के साथ कुछ सीमाएं हैं। उनमें से मुख्य तथ्य यह है कि टाइप II सीफिड्स के साथ, अवधि और चमक के बीच का संबंध उनकी कम धातुता, फोटोमेट्रिक संदूषण, और बदलते और अज्ञात प्रभाव से प्रभावित हो सकता है जो गैस और धूल के प्रकाश पर उत्सर्जन करते हैं (वे तारकीय विलुप्त होने)।

इन अनसुलझे मुद्दों के परिणामस्वरूप हबल के कॉन्स्टेंट के लिए अलग-अलग मूल्यों का हवाला दिया गया है - जो कि 60 किमी / एस प्रति 1 मिलियन पार्सके (एमपीसी) और 80 किमी / एस / एमपीसी के बीच है। इस विसंगति का समाधान आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान में सबसे बड़ी समस्याओं में से एक है, क्योंकि ब्रह्मांड के विस्तार के सही आकार और दर जुड़े हुए हैं।

हालांकि, इंस्ट्रूमेंटेशन और कार्यप्रणाली में सुधार उस सटीकता को बढ़ा रहे हैं जिसके साथ सेफिड वेरिएबल्स मनाया जाता है। समय के साथ, यह आशा की जाती है कि इन जिज्ञासु और अद्वितीय सितारों की टिप्पणियों से वास्तव में सटीक मूल्य प्राप्त होंगे, इस प्रकार यह ब्रह्मांड की हमारी समझ के बारे में संदेह के एक प्रमुख स्रोत को हटा देगा।

हमने स्पेस मैगज़ीन में यहां सेफैड वेरिएबल्स के बारे में कई दिलचस्प लेख लिखे हैं। यहां खगोलविदों को कॉस्मिक डिस्टेंस को मापने का नया तरीका मिलता है, खगोलविद एक स्टार से दूरी को मापने के लिए लाइट इको का उपयोग करते हैं, और परिष्कृत हबल निरंतरता के साथ डार्क एनर्जी पर बंद खगोलविदों का उपयोग करते हैं।

एस्ट्रोनॉमी कास्ट में एक दिलचस्प एपिसोड है जो जनसंख्या I और II सितारों के बीच अंतर बताता है - एपिसोड 75: तारकीय आबादी।

सूत्रों का कहना है: